基于tdoa高精度无线定位方法的研究和实现

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1、RESEARCHoNHIGH．PRECISIONWIRELESSPOSITIoNINGTECHNOLoGYBASEDoNTDoAMETHoDADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWANGKanleiSupervisedbyProf．HuAi—qunSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch2010嗍2删9肼0煅脚1脚Y学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位

2、论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文巾特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名日期助．乡．二关于学位论文使用授权的说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)

3、论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。签名导师签名日期兰!』!!至』摘要随着“物联网"时代的临近，无线定位技术作为其中一项关键性技术，已经引起了工业界广泛的关注和国内外的研究热潮。无线定位技术在军事国防、车辆管理、抢险救灾、危险环境、自动化车间、物流管理等许多领域有着十分广阔的应用前景。无线定位技术其定位精度的高低和定位范围的大小直接影响了定位系统的性能。本文在研究目前常用的无线定位系统的基础上，对无线定位技术开展了一系列的研究，确定了一种基于相位差的TDOA(TimeDifferentofArrival)定位方案。然后，本文对方案涉及的M

4、SK信号及其调制解调技术进行了研究。最后，对该无线定位方案进行了实现。全文的主要工作如下：1)研究现有的无线定位技术，进行了分析和归纳，在此基础上提出了基于相位差的TDOA定位方法。阐述了该定位方法的原理，设计了系统结构。该定位方法有效地避免了测距中的时钟同步问题，抗噪能力强，设计简单，具有较高的精度。2)对MSK信号进行研究，得到MSK信号具有恒包络、频带利用率高、能等效为纯正弦信号等特点，适合应用在基于相位差的TDOA定位系统中，并把MSK信号作为系统内部通信信号。3)研究了MsK的调制、解调技术，提出了位同步和载波同步的方法，用以实现MSK的相干解调。对位同步、载波

5、同步的原理进行了描述，并对载波同步进行了仿真，分析了环路的参数与载波同步性能的关系。4)完成了基于相位差的TDOA定位系统的实现，包括目标节点和铺节点的硬件结构图、处理流程图。在目标节点中提出“退避算法”，增大了定位系统的容最；在锚节点中提出一种抑制“镜像干扰”的接收机结构，解决了“镜像干扰”问题。关键词：基于相位差的TDOA定位，MSK，同步，退避算法，抑制镜像干扰东南大学硕士学位论文IIABSTRACTWiththe”InternetofThings”erabecomingnearer，thewirelesslocationtechnology，asthekeytec

6、hnology，hasattractedwidelyconcernbytheindustriesandresearchersfromtheentireworld．Thewirelesspositioningsystemiswidelyusedinmanyareas，suchasmilitary，manufacturingcontrol，vehiclemanagement，environmentmonitor，emergencyrescues，distributionmanagementandpersonnelidentification，etc．Thelevelofpos

7、itioningaccuracyandthesizeofthepositioningscopeofthepositioningsystemdirectlyimpactonsystemperformance．Seriesofstudieswerecarriedout，basedonextensiveresearchofwirelesslocationsystemscommonlyusedtheentireworld，andmanywirelessrangingmethods．Studyidentifiedapositioning